步进频率(Stepped-Frequency)雷达体制利用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽,解决了机载探地雷达系统必须兼有高分辨率和穿透探测性能的要求。但高机动机载平台又需要很高的脉冲重复频率和信噪比,这样对步进频率收发系统的频率切换速度和相位噪声又提出了更高的要求。本文针对低空探地雷达的应用,结合步进频率信号体制特性,开展了超宽带步进频率信号合成技术和接收机结构设计方面的研究,设计并实现了超宽带步进频率脉冲雷达收发系统。首先分析对比了三种超宽带信号体制,对脉间步进频率体制进行了分析,根据分析结果和系统使用方式,完成了收发系统的主要指标论证;其次介绍了合成超宽带信号的常见方法,分析了用于缩短频率切换时间改进PLL技术的五种方法,设计了一种利用并行分时工作结构合成快速跳序步进频率信号的方案,并对其并行分时工作结构和频率合成结构进行了详细设计;再次分析了常见步进频率接收机结构的原理和特点,设计并验证了一种相位抖动对消抑制的固定中频接收机结构方案,并基于该方案对收发系统主要模块的进行了结构设计,实现了一种高速低噪的超宽带步进频率收发系统。最后针对若干指标定义和测量存在模糊性,提出了一种步进频率切换时间的性能评估方法,并对所设计的收发系统进行了全面测试,结果表明该收发系统性能良好,可靠性高,并已经用于某机载探地雷达的联合调试。